中国古代科技成就及其对世界的影响

中国古代科技成就及其对世界的影响
摘要：据1975年出版的《自然科学大事年表》记载，明代以前，世界上重要的创造发
明和重大的科学成就大约300项，其中中国大约175项，占总数的５７％以上，其他各国占
４２％左右。英国剑桥大学凯恩斯学院院长李约瑟博士研究后指出，中国的发明和发现，远
远超过同时代的欧洲。中国古代科学技术长期领先于世界。我国先进的技术成就和在天文、
数学、化学、医药等方面的科学知识，向东传播到朝鲜和日本；向南传播到印度；更重要的
是通过丝绸之路和海路，向西传播到波斯、阿拉伯，并且扩散到欧洲，对世界科学技术的发
展做出了重要的贡献。
关键词：
一提起中国古代的科学发明，人们往往马上就会想到四大发明——造纸术、印刷术、指
南针和火药。这四大发明无疑是极其伟大的，它们对世界文明的发展曾经起过巨大的影响。
造纸术的发明为人类提供了质地优良、方便而又经济的书写材料，极大地促进了人类文化的
保存、传播、延续和发展。印刷术、指南针和火药的西传，则成为促进欧洲近代文艺复兴和
科学革命的有力杠杆。英国著名科学家、哲学家弗·培根认为，“这三种发明已经在世界范
围内把事物的全部面貌和情况都改变了：第一种（按：指印刷术）是在学术方面，第二种（按：
指火药）是在战事方面，第三种（按：指指南针）是在航行方面；并由此又引起难以数计的
变化来，竟至任何帝国、任何教派、任何星辰对人类事务的力量和影响都仿佛无过于这些机
械性的发现了。”(1)但是我们也应该看到，四大发明毕竟是中国科技文化史上很小的一部分，
仅仅知道四大发明，对于了解中国文化史还是远远不够的。
纵观中国几千年的科技文化史，我们可以自豪地说，中国古代的科学技术成就是极其光
辉灿烂的，在一个相当长的历史时期中一直居于世界领先的地位，对于整个世界的文明进化
作出过杰出的贡献。英国科学史家贝尔纳说，中国“许多世纪以来，一直是人类文明和科学
的巨大中心之一”。(2)英国著名的中国科技史家李约瑟也指出：“中国在公元三世纪到十三
世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平。”
在世界古代数学中，古希腊欧几里得几何学的辉煌成就可说是家喻户晓，为人们所熟知
了。但是，对于中国古代数学的成就，人们却知之甚少，或知之不详。其实，中国古代数学
的成就同样是极其辉煌的，并对人类文明的发展做出了特殊的贡献。

首先，现在人们日常生活中所不可或离的十进位值制，就是中国的一大发明。至迟在商
代时，中国已采用了十进位值制。这些记数文字的形状，在后世虽有所变化而成为现在的写
法，但记数方法却从没有中断，一直被沿袭，并日趋完善。十进位值制的记数法是古代世界
中最先进、科学的记数法，对世界科学和文化的发展有着不可估量的作用。正如李约瑟所说
的：“如果没有这种十进位制，就不可能出现我们现在这个统一化的世界了。”
在计算数学方面，中国大约在商周时期已经有了四则运算，到春秋战国时期整数和分数
的四则运算已相当完备。其中，出现于春秋时期的正整数乘法歌诀“九九歌”，堪称是先进
的十进位记数法与简明的中国语言文字相结合之结晶，这是任何其他记数法和语言文字所无
法产生的。与此同时，中国发明了特有的计算工具和方法，即用“算筹”进行计算。
正是在上述的基础上，中国古代数学以擅长计算著称于世，并逐步形成了自具特色的数
学体系。《九章算术》一书是这个体系形成的重要标志。《九章算术》大约成书于公元一世纪
中叶，是集战国和秦汉数学成就之大全的著名古算书。该书采用应用题集形式写成，共收入
实际生产和生活中的数学问题 246个，并给出答案。
中国是世界上最早发现磁铁指极性的国家。大约在战国时期，人们就利用磁铁的指极性，
发明了磁性指向仪器“司南”。东汉的王充说：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”(8)本世
纪三、四十年代，中国著名的文博学家和科技史家王振铎研究并复原了司南，(9)指出它是
用天然磁铁磨制成杓状之物，投置于光滑的地盘（即罗经盘）上，其杓柄就会指向南方。由
于天然磁铁加工后易失磁，本身又难于加工得小巧轻薄，故指向不太准确，没能被推广应用。
力学方面，墨子已经得到了力×力臂=重×重臂的杠杆原理，对力、运动、静止、时空
等概念，墨子也都有着精辟的论述。墨子认为，运动是由于物体受力的作用而发生，在空间
中表现为位置的移动，在时间上表现为先后的变化；时间和空间既是连续的，又是由不可再
分的时间基元“始”和空间基元“端”所构成的。墨子的这些力学成就，以之与古希腊物理
学相比，毫不逊色。其他如利用摩擦而引起板振动的喷水鱼洗，利用类似于现代万向支架原
理制作的被中香炉等，都是至今仍为举世所赞叹和惊异的杰出发明。
光学方面，墨子提出了光是直线传播的，并进行了小孔成像的实验，用光的直线传播解
释了光通过小孔所形成的影像是倒像的道理。他对凹面镜、凸面镜和平面镜成像的原理也进
行了比较系统的研究，已发现了凹面镜焦点的存面。李约瑟曾把墨子光学与古希腊光学进行
比较，指出墨子的光学研究“比我们任何所知的希腊为早”，“印度亦不能比拟”。后来，宋
代的沈括和元代的赵友钦分别又对凹面镜和小孔成像原理进行较深入地研究，把中国古代的
几何光学提高到一个新的水平。此外，汉代发明的透光镜，能够反射出铜镜背面的精美图像，
是中国古代光学的一大发明，现在仍引起中外学者的关注。
火药的发明发端于炼丹术。炼丹家在炼丹实践中，经常使用硫黄、硝石和含碳的皂角、
马兜铃等炼制丹药，丹房失火的事故时有发生。唐代的炼丹家已从中认识到，硫黄、硝石、
碳混合在一起，遇火后会引起燃烧或爆炸。这三种药物的混合物就是初始的黑火药。大约在
晚唐时，军事家从炼丹家手中得到了配制火药的方法，并在军事上加以应用。宋元时期在火
药武器方面的一个突出成就，是管形火器的问世和发展。管形火器的出现是兵器史上的划时
代成就，后世的枪炮正是在这基础上发展起来的。
13世纪火药由商人经印度传入阿拉伯国家的。火药武器是通过战争传到阿
拉伯国家，成吉思汗西征，蒙古军队使用了火药兵器。随着资本主义的发展，新
的精锐的火炮在欧洲的工厂中制造出来，装备着威力强大的舰队，扬帆出航，去
征服新的殖民地。中国的火药推进了世界历史的进程。恩格斯曾高度评价了中国
在火药发明中的首创作用：“现在已经毫无疑义地证实了，火药是从中国经过印
度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”火药的
发明大大推进了历史发展的进程，是欧洲文艺复兴的重要支柱之一。
在中国古代科学的各分支中，未被近现代科学所融汇，且至今仍有强烈生命力的，唯有
传统的中国医药学。中医药学体系是以中国古代盛行的阴阳五行学说，来说明人体的生理现
象和病理变化，阐明其间的关系，并将生理、病理、诊断、用药、治疗、预防等有机地结合
在一起，形成了一个整体的观念和独特的理论，作为医药学的基础。
从世界医药学史的角度看，中医药学不但体系独特，而且有着一系列卓越的贡献。其中
突出的有：在医学理论方面，它把人体看作是自然界整体的一部分，不是孤立地研究人体，
而是把人体放在自然界整体运动和广阔的动态平衡之中来进行研究；在用药方面，它讲究药
物配伍的原则，即根据每个病人虚、实、寒、热的特性，因人施药，并注意主治药物和辅助
性药物的配伍问题。
史籍上关于造纸最早的明确文字记载，是《后汉书·蔡伦传》后人称蔡伦是造纸术的发
明者。首先，他是造纸技术的伟大改革者。这是造纸技术上的一项重大的技术革命，既为纸
的制造开辟了一个更加广阔的原料来源，又促进了纸的产量和质量的提高。为人们提供了廉
价优质、适于书写的纸张，从而使纸张的应用得到普及和推广，并引起了书写材料的变革。
纸的诞生是人类历史上的一座重要的里程碑，更是人类传播史上的一次伟大的革命。活
字印刷术、纸张和印刷术的发明为文艺复兴奠定了坚实的物质基础，使人类的知识能够更快
更好的发展。欧洲人得到了便宜的书籍，文化、知识、教育才真正能从修道院中解放出来，
人民的思想才得以启蒙，新的资产阶级文化得到了迅速发展，文艺复兴的种子萌发，新的知
识像开闸的洪水一样，成千上万的思想家、科学家、艺术家涌现出来。